arch/arm/mm/dma-mapping.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/dma-mapping.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000-2004 Russell King
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  *  DMA uncached mapping support.
  11  */
  12 #include <linux/bootmem.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/genalloc.h>
  16 #include <linux/gfp.h>
  17 #include <linux/errno.h>
  18 #include <linux/list.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/device.h>
  21 #include <linux/dma-mapping.h>
  22 #include <linux/dma-contiguous.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/memblock.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/iommu.h>
  27 #include <linux/io.h>
  28 #include <linux/vmalloc.h>
  29 #include <linux/sizes.h>
  30 #include <linux/cma.h>
  31
  32 #include <asm/memory.h>
  33 #include <asm/highmem.h>
  34 #include <asm/cacheflush.h>
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36 #include <asm/mach/arch.h>
  37 #include <asm/dma-iommu.h>
  38 #include <asm/mach/map.h>
  39 #include <asm/system_info.h>
  40 #include <asm/dma-contiguous.h>
  41
  42 #include "mm.h"
  43
  44 /*
  45  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
  46  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
  47  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
  48  * represent the transitions between these two ownership states.
  49  *
  50  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
  51  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
  52  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
  53  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
  54  *
  55  */
  56 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
  57                 size_t, enum dma_data_direction);
  58 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
  59                 size_t, enum dma_data_direction);
  60
  61 /**
  62  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
  63  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  64  * @page: page that buffer resides in
  65  * @offset: offset into page for start of buffer
  66  * @size: size of buffer to map
  67  * @dir: DMA transfer direction
  68  *
  69  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
  70  * or written back.
  71  *
  72  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
  73  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
  74  */
  75 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  76              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  77              struct dma_attrs *attrs)
  78 {
  79         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
  80                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
  81         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  82 }
  83
  84 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  85              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  86              struct dma_attrs *attrs)
  87 {
  88         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  89 }
  90
  91 /**
  92  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
  93  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  94  * @handle: DMA address of buffer
  95  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
  96  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
  97  *
  98  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
  99  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
 100  * All other usages are undefined.
 101  *
 102  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
 103  * whatever the device wrote there.
 104  */
 105 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
 106                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
 107                 struct dma_attrs *attrs)
 108 {
 109         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
 110                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
 111                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
 112 }
 113
 114 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
 115                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 116 {
 117         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 118         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 119         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
 120 }
 121
 122 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
 123                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 124 {
 125         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 126         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 127         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
 128 }
 129
 130 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
 131         .alloc                  = arm_dma_alloc,
 132         .free                   = arm_dma_free,
 133         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 134         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 135         .map_page               = arm_dma_map_page,
 136         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
 137         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 138         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
 139         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
 140         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
 141         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
 142         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
 143         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 144 };
 145 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
 146
 147 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 148         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
 149 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 150                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
 151
 152 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
 153         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
 154         .free                   = arm_coherent_dma_free,
 155         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 156         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 157         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
 158         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 159         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 160 };
 161 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
 162
 163 static int __dma_supported(struct device *dev, u64 mask, bool warn)
 164 {
 165         unsigned long max_dma_pfn;
 166
 167         /*
 168          * If the mask allows for more memory than we can address,
 169          * and we actually have that much memory, then we must
 170          * indicate that DMA to this device is not supported.
 171          */
 172         if (sizeof(mask) != sizeof(dma_addr_t) &&
 173             mask > (dma_addr_t)~0 &&
 174             dma_to_pfn(dev, ~0) < max_pfn - 1) {
 175                 if (warn) {
 176                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx is larger than dma_addr_t allows\n",
 177                                  mask);
 178                         dev_warn(dev, "Driver did not use or check the return value from dma_set_coherent_mask()?\n");
 179                 }
 180                 return 0;
 181         }
 182
 183         max_dma_pfn = min(max_pfn, arm_dma_pfn_limit);
 184
 185         /*
 186          * Translate the device's DMA mask to a PFN limit.  This
 187          * PFN number includes the page which we can DMA to.
 188          */
 189         if (dma_to_pfn(dev, mask) < max_dma_pfn) {
 190                 if (warn)
 191                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx (pfn %#lx-%#lx) covers a smaller range of system memory than the DMA zone pfn 0x0-%#lx\n",
 192                                  mask,
 193                                  dma_to_pfn(dev, 0), dma_to_pfn(dev, mask) + 1,
 194                                  max_dma_pfn + 1);
 195                 return 0;
 196         }
 197
 198         return 1;
 199 }
 200
 201 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
 202 {
 203         u64 mask = (u64)DMA_BIT_MASK(32);
 204
 205         if (dev) {
 206                 mask = dev->coherent_dma_mask;
 207
 208                 /*
 209                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
 210                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
 211                  */
 212                 if (mask == 0) {
 213                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
 214                         return 0;
 215                 }
 216
 217                 if (!__dma_supported(dev, mask, true))
 218                         return 0;
 219         }
 220
 221         return mask;
 222 }
 223
 224 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
 225 {
 226         /*
 227          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
 228          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
 229          */
 230         if (PageHighMem(page)) {
 231                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
 232                 phys_addr_t end = base + size;
 233                 while (size > 0) {
 234                         void *ptr = kmap_atomic(page);
 235                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
 236                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
 237                         kunmap_atomic(ptr);
 238                         page++;
 239                         size -= PAGE_SIZE;
 240                 }
 241                 outer_flush_range(base, end);
 242         } else {
 243                 void *ptr = page_address(page);
 244                 memset(ptr, 0, size);
 245                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
 246                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
 247         }
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
 252  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
 253  */
 254 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
 255 {
 256         unsigned long order = get_order(size);
 257         struct page *page, *p, *e;
 258
 259         page = alloc_pages(gfp, order);
 260         if (!page)
 261                 return NULL;
 262
 263         /*
 264          * Now split the huge page and free the excess pages
 265          */
 266         split_page(page, order);
 267         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
 268                 __free_page(p);
 269
 270         __dma_clear_buffer(page, size);
 271
 272         return page;
 273 }
 274
 275 /*
 276  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
 277  */
 278 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
 279 {
 280         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
 281
 282         while (page < e) {
 283                 __free_page(page);
 284                 page++;
 285         }
 286 }
 287
 288 #ifdef CONFIG_MMU
 289
 290 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 291                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 292                                      const void *caller, bool want_vaddr);
 293
 294 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 295                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 296                                  const void *caller, bool want_vaddr);
 297
 298 static void *
 299 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
 300         const void *caller)
 301 {
 302         /*
 303          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
 304          * set VM_USERMAP flags too.
 305          */
 306         return dma_common_contiguous_remap(page, size,
 307                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
 308                         prot, caller);
 309 }
 310
 311 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
 312 {
 313         dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
 314                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
 315 }
 316
 317 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
 318 static struct gen_pool *atomic_pool;
 319
 320 static size_t atomic_pool_size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE;
 321
 322 static int __init early_coherent_pool(char *p)
 323 {
 324         atomic_pool_size = memparse(p, &p);
 325         return 0;
 326 }
 327 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
 328
 329 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
 330 {
 331         /*
 332          * Catch any attempt to set the pool size too late.
 333          */
 334         BUG_ON(atomic_pool);
 335
 336         /*
 337          * Set architecture specific coherent pool size only if
 338          * it has not been changed by kernel command line parameter.
 339          */
 340         if (atomic_pool_size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
 341                 atomic_pool_size = size;
 342 }
 343
 344 /*
 345  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
 346  */
 347 static int __init atomic_pool_init(void)
 348 {
 349         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(PAGE_KERNEL);
 350         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
 351         struct page *page;
 352         void *ptr;
 353
 354         atomic_pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, -1);
 355         if (!atomic_pool)
 356                 goto out;
 357
 358         if (dev_get_cma_area(NULL))
 359                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, atomic_pool_size, prot,
 360                                               &page, atomic_pool_init, true);
 361         else
 362                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, atomic_pool_size, gfp, prot,
 363                                            &page, atomic_pool_init, true);
 364         if (ptr) {
 365                 int ret;
 366
 367                 ret = gen_pool_add_virt(atomic_pool, (unsigned long)ptr,
 368                                         page_to_phys(page),
 369                                         atomic_pool_size, -1);
 370                 if (ret)
 371                         goto destroy_genpool;
 372
 373                 gen_pool_set_algo(atomic_pool,
 374                                 gen_pool_first_fit_order_align,
 375                                 (void *)PAGE_SHIFT);
 376                 pr_info("DMA: preallocated %zd KiB pool for atomic coherent allocations\n",
 377                        atomic_pool_size / 1024);
 378                 return 0;
 379         }
 380
 381 destroy_genpool:
 382         gen_pool_destroy(atomic_pool);
 383         atomic_pool = NULL;
 384 out:
 385         pr_err("DMA: failed to allocate %zx KiB pool for atomic coherent allocation\n",
 386                atomic_pool_size / 1024);
 387         return -ENOMEM;
 388 }
 389 /*
 390  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
 391  */
 392 postcore_initcall(atomic_pool_init);
 393
 394 struct dma_contig_early_reserve {
 395         phys_addr_t base;
 396         unsigned long size;
 397 };
 398
 399 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
 400
 401 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
 402
 403 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
 404 {
 405         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
 406         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
 407         dma_mmu_remap_num++;
 408 }
 409
 410 void __init dma_contiguous_remap(void)
 411 {
 412         int i;
 413         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
 414                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
 415                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
 416                 struct map_desc map;
 417                 unsigned long addr;
 418
 419                 if (end > arm_lowmem_limit)
 420                         end = arm_lowmem_limit;
 421                 if (start >= end)
 422                         continue;
 423
 424                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
 425                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
 426                 map.length = end - start;
 427                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
 428
 429                 /*
 430                  * Clear previous low-memory mapping to ensure that the
 431                  * TLB does not see any conflicting entries, then flush
 432                  * the TLB of the old entries before creating new mappings.
 433                  *
 434                  * This ensures that any speculatively loaded TLB entries
 435                  * (even though they may be rare) can not cause any problems,
 436                  * and ensures that this code is architecturally compliant.
 437                  */
 438                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
 439                      addr += PMD_SIZE)
 440                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 441
 442                 flush_tlb_kernel_range(__phys_to_virt(start),
 443                                        __phys_to_virt(end));
 444
 445                 iotable_init(&map, 1);
 446         }
 447 }
 448
 449 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
 450                             void *data)
 451 {
 452         struct page *page = virt_to_page(addr);
 453         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
 454
 455         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
 460 {
 461         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
 462         unsigned end = start + size;
 463
 464         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
 465         flush_tlb_kernel_range(start, end);
 466 }
 467
 468 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 469                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 470                                  const void *caller, bool want_vaddr)
 471 {
 472         struct page *page;
 473         void *ptr = NULL;
 474         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 475         if (!page)
 476                 return NULL;
 477         if (!want_vaddr)
 478                 goto out;
 479
 480         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
 481         if (!ptr) {
 482                 __dma_free_buffer(page, size);
 483                 return NULL;
 484         }
 485
 486  out:
 487         *ret_page = page;
 488         return ptr;
 489 }
 490
 491 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
 492 {
 493         unsigned long val;
 494         void *ptr = NULL;
 495
 496         if (!atomic_pool) {
 497                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
 498                 return NULL;
 499         }
 500
 501         val = gen_pool_alloc(atomic_pool, size);
 502         if (val) {
 503                 phys_addr_t phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, val);
 504
 505                 *ret_page = phys_to_page(phys);
 506                 ptr = (void *)val;
 507         }
 508
 509         return ptr;
 510 }
 511
 512 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
 513 {
 514         return addr_in_gen_pool(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
 515 }
 516
 517 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
 518 {
 519         if (!__in_atomic_pool(start, size))
 520                 return 0;
 521
 522         gen_pool_free(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
 523
 524         return 1;
 525 }
 526
 527 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 528                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 529                                      const void *caller, bool want_vaddr)
 530 {
 531         unsigned long order = get_order(size);
 532         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
 533         struct page *page;
 534         void *ptr = NULL;
 535
 536         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
 537         if (!page)
 538                 return NULL;
 539
 540         __dma_clear_buffer(page, size);
 541
 542         if (!want_vaddr)
 543                 goto out;
 544
 545         if (PageHighMem(page)) {
 546                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
 547                 if (!ptr) {
 548                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
 549                         return NULL;
 550                 }
 551         } else {
 552                 __dma_remap(page, size, prot);
 553                 ptr = page_address(page);
 554         }
 555
 556  out:
 557         *ret_page = page;
 558         return ptr;
 559 }
 560
 561 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
 562                                    void *cpu_addr, size_t size, bool want_vaddr)
 563 {
 564         if (want_vaddr) {
 565                 if (PageHighMem(page))
 566                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 567                 else
 568                         __dma_remap(page, size, PAGE_KERNEL);
 569         }
 570         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
 571 }
 572
 573 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
 574 {
 575         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
 576                             pgprot_writecombine(prot) :
 577                             pgprot_dmacoherent(prot);
 578         return prot;
 579 }
 580
 581 #define nommu() 0
 582
 583 #else   /* !CONFIG_MMU */
 584
 585 #define nommu() 1
 586
 587 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)                           __pgprot(0)
 588 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c, wv)  NULL
 589 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
 590 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c, wv)    NULL
 591 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
 592 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, wv)   do { } while (0)
 593 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
 594
 595 #endif  /* CONFIG_MMU */
 596
 597 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 598                                    struct page **ret_page)
 599 {
 600         struct page *page;
 601         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 602         if (!page)
 603                 return NULL;
 604
 605         *ret_page = page;
 606         return page_address(page);
 607 }
 608
 609
 610
 611 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 612                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent,
 613                          struct dma_attrs *attrs, const void *caller)
 614 {
 615         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
 616         struct page *page = NULL;
 617         void *addr;
 618         bool want_vaddr;
 619
 620 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
 621         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
 622         if (limit && size >= limit) {
 623                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
 624                         size, mask);
 625                 return NULL;
 626         }
 627 #endif
 628
 629         if (!mask)
 630                 return NULL;
 631
 632         if (mask < 0xffffffffULL)
 633                 gfp |= GFP_DMA;
 634
 635         /*
 636          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
 637          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
 638          * handle them.  The real problem is that this flag probably
 639          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
 640          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
 641          */
 642         gfp &= ~(__GFP_COMP);
 643
 644         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 645         size = PAGE_ALIGN(size);
 646         want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
 647
 648         if (is_coherent || nommu())
 649                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
 650         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
 651                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
 652         else if (!dev_get_cma_area(dev))
 653                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller, want_vaddr);
 654         else
 655                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page, caller, want_vaddr);
 656
 657         if (page)
 658                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
 659
 660         return want_vaddr ? addr : page;
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
 665  * virtual and bus address for that space.
 666  */
 667 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 668                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 669 {
 670         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
 671         void *memory;
 672
 673         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 674                 return memory;
 675
 676         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
 677                            attrs, __builtin_return_address(0));
 678 }
 679
 680 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 681         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 682 {
 683         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
 684         void *memory;
 685
 686         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 687                 return memory;
 688
 689         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, true,
 690                            attrs, __builtin_return_address(0));
 691 }
 692
 693 /*
 694  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
 695  */
 696 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 697                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 698                  struct dma_attrs *attrs)
 699 {
 700         int ret = -ENXIO;
 701 #ifdef CONFIG_MMU
 702         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 703         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 704         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
 705         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
 706
 707         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
 708
 709         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
 710                 return ret;
 711
 712         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
 713                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 714                                       pfn + off,
 715                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
 716                                       vma->vm_page_prot);
 717         }
 718 #endif  /* CONFIG_MMU */
 719
 720         return ret;
 721 }
 722
 723 /*
 724  * Free a buffer as defined by the above mapping.
 725  */
 726 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 727                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
 728                            bool is_coherent)
 729 {
 730         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 731         bool want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
 732
 733         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
 734                 return;
 735
 736         size = PAGE_ALIGN(size);
 737
 738         if (is_coherent || nommu()) {
 739                 __dma_free_buffer(page, size);
 740         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
 741                 return;
 742         } else if (!dev_get_cma_area(dev)) {
 743                 if (want_vaddr)
 744                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 745                 __dma_free_buffer(page, size);
 746         } else {
 747                 /*
 748                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
 749                  */
 750                 WARN_ON(irqs_disabled());
 751                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, want_vaddr);
 752         }
 753 }
 754
 755 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 756                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 757 {
 758         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
 759 }
 760
 761 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 762                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 763 {
 764         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
 765 }
 766
 767 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 768                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
 769                  struct dma_attrs *attrs)
 770 {
 771         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 772         int ret;
 773
 774         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
 775         if (unlikely(ret))
 776                 return ret;
 777
 778         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 779         return 0;
 780 }
 781
 782 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
 783         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 784         void (*op)(const void *, size_t, int))
 785 {
 786         unsigned long pfn;
 787         size_t left = size;
 788
 789         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
 790         offset %= PAGE_SIZE;
 791
 792         /*
 793          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
 794          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
 795          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
 796          * optimized out.
 797          */
 798         do {
 799                 size_t len = left;
 800                 void *vaddr;
 801
 802                 page = pfn_to_page(pfn);
 803
 804                 if (PageHighMem(page)) {
 805                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
 806                                 len = PAGE_SIZE - offset;
 807
 808                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
 809                                 vaddr = kmap_atomic(page);
 810                                 op(vaddr + offset, len, dir);
 811                                 kunmap_atomic(vaddr);
 812                         } else {
 813                                 vaddr = kmap_high_get(page);
 814                                 if (vaddr) {
 815                                         op(vaddr + offset, len, dir);
 816                                         kunmap_high(page);
 817                                 }
 818                         }
 819                 } else {
 820                         vaddr = page_address(page) + offset;
 821                         op(vaddr, len, dir);
 822                 }
 823                 offset = 0;
 824                 pfn++;
 825                 left -= len;
 826         } while (left);
 827 }
 828
 829 /*
 830  * Make an area consistent for devices.
 831  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
 832  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
 833  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
 834  */
 835 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
 836         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 837 {
 838         phys_addr_t paddr;
 839
 840         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
 841
 842         paddr = page_to_phys(page) + off;
 843         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
 844                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 845         } else {
 846                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
 847         }
 848         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
 849 }
 850
 851 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
 852         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 853 {
 854         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + off;
 855
 856         /* FIXME: non-speculating: not required */
 857         /* in any case, don't bother invalidating if DMA to device */
 858         if (dir != DMA_TO_DEVICE) {
 859                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 860
 861                 dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
 862         }
 863
 864         /*
 865          * Mark the D-cache clean for these pages to avoid extra flushing.
 866          */
 867         if (dir != DMA_TO_DEVICE && size >= PAGE_SIZE) {
 868                 unsigned long pfn;
 869                 size_t left = size;
 870
 871                 pfn = page_to_pfn(page) + off / PAGE_SIZE;
 872                 off %= PAGE_SIZE;
 873                 if (off) {
 874                         pfn++;
 875                         left -= PAGE_SIZE - off;
 876                 }
 877                 while (left >= PAGE_SIZE) {
 878                         page = pfn_to_page(pfn++);
 879                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 880                         left -= PAGE_SIZE;
 881                 }
 882         }
 883 }
 884
 885 /**
 886  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
 887  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 888  * @sg: list of buffers
 889  * @nents: number of buffers to map
 890  * @dir: DMA transfer direction
 891  *
 892  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 893  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
 894  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 895  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 896  * sg_dma_{address,length}.
 897  *
 898  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
 899  * here.
 900  */
 901 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 902                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 903 {
 904         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 905         struct scatterlist *s;
 906         int i, j;
 907
 908         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 909 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
 910                 s->dma_length = s->length;
 911 #endif
 912                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
 913                                                 s->length, dir, attrs);
 914                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
 915                         goto bad_mapping;
 916         }
 917         return nents;
 918
 919  bad_mapping:
 920         for_each_sg(sg, s, i, j)
 921                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 922         return 0;
 923 }
 924
 925 /**
 926  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
 927  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 928  * @sg: list of buffers
 929  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
 930  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 931  *
 932  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
 933  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
 934  */
 935 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 936                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 937 {
 938         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 939         struct scatterlist *s;
 940
 941         int i;
 942
 943         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 944                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 945 }
 946
 947 /**
 948  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
 949  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 950  * @sg: list of buffers
 951  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 952  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 953  */
 954 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 955                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 956 {
 957         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 958         struct scatterlist *s;
 959         int i;
 960
 961         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 962                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
 963                                          dir);
 964 }
 965
 966 /**
 967  * arm_dma_sync_sg_for_device
 968  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 969  * @sg: list of buffers
 970  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 971  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 972  */
 973 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 974                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 975 {
 976         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 977         struct scatterlist *s;
 978         int i;
 979
 980         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 981                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
 982                                             dir);
 983 }
 984
 985 /*
 986  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
 987  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
 988  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
 989  * to this function.
 990  */
 991 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 992 {
 993         return __dma_supported(dev, mask, false);
 994 }
 995 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
 996
 997 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
 998 {
 999         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1000                 return -EIO;
1001
1002         *dev->dma_mask = dma_mask;
1003
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1008
1009 static int __init dma_debug_do_init(void)
1010 {
1011         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1012         return 0;
1013 }
1014 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1015
1016 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1017
1018 /* IOMMU */
1019
1020 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping);
1021
1022 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1023                                       size_t size)
1024 {
1025         unsigned int order = get_order(size);
1026         unsigned int align = 0;
1027         unsigned int count, start;
1028         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1029         unsigned long flags;
1030         dma_addr_t iova;
1031         int i;
1032
1033         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1034                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1035
1036         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1037         align = (1 << order) - 1;
1038
1039         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1040         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++) {
1041                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1042                                 mapping->bits, 0, count, align);
1043
1044                 if (start > mapping->bits)
1045                         continue;
1046
1047                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1048                 break;
1049         }
1050
1051         /*
1052          * No unused range found. Try to extend the existing mapping
1053          * and perform a second attempt to reserve an IO virtual
1054          * address range of size bytes.
1055          */
1056         if (i == mapping->nr_bitmaps) {
1057                 if (extend_iommu_mapping(mapping)) {
1058                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1059                         return DMA_ERROR_CODE;
1060                 }
1061
1062                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1063                                 mapping->bits, 0, count, align);
1064
1065                 if (start > mapping->bits) {
1066                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1067                         return DMA_ERROR_CODE;
1068                 }
1069
1070                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1071         }
1072         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1073
1074         iova = mapping->base + (mapping_size * i);
1075         iova += start << PAGE_SHIFT;
1076
1077         return iova;
1078 }
1079
1080 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1081                                dma_addr_t addr, size_t size)
1082 {
1083         unsigned int start, count;
1084         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1085         unsigned long flags;
1086         dma_addr_t bitmap_base;
1087         u32 bitmap_index;
1088
1089         if (!size)
1090                 return;
1091
1092         bitmap_index = (u32) (addr - mapping->base) / (u32) mapping_size;
1093         BUG_ON(addr < mapping->base || bitmap_index > mapping->extensions);
1094
1095         bitmap_base = mapping->base + mapping_size * bitmap_index;
1096
1097         start = (addr - bitmap_base) >> PAGE_SHIFT;
1098
1099         if (addr + size > bitmap_base + mapping_size) {
1100                 /*
1101                  * The address range to be freed reaches into the iova
1102                  * range of the next bitmap. This should not happen as
1103                  * we don't allow this in __alloc_iova (at the
1104                  * moment).
1105                  */
1106                 BUG();
1107         } else
1108                 count = size >> PAGE_SHIFT;
1109
1110         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1111         bitmap_clear(mapping->bitmaps[bitmap_index], start, count);
1112         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1113 }
1114
1115 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1116                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1117 {
1118         struct page **pages;
1119         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1120         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1121         int i = 0;
1122
1123         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1124                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1125         else
1126                 pages = vzalloc(array_size);
1127         if (!pages)
1128                 return NULL;
1129
1130         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1131         {
1132                 unsigned long order = get_order(size);
1133                 struct page *page;
1134
1135                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1136                 if (!page)
1137                         goto error;
1138
1139                 __dma_clear_buffer(page, size);
1140
1141                 for (i = 0; i < count; i++)
1142                         pages[i] = page + i;
1143
1144                 return pages;
1145         }
1146
1147         /*
1148          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1149          */
1150         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1151
1152         while (count) {
1153                 int j, order;
1154
1155                 for (order = __fls(count); order > 0; --order) {
1156                         /*
1157                          * We do not want OOM killer to be invoked as long
1158                          * as we can fall back to single pages, so we force
1159                          * __GFP_NORETRY for orders higher than zero.
1160                          */
1161                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NORETRY, order);
1162                         if (pages[i])
1163                                 break;
1164                 }
1165
1166                 if (!pages[i]) {
1167                         /*
1168                          * Fall back to single page allocation.
1169                          * Might invoke OOM killer as last resort.
1170                          */
1171                         pages[i] = alloc_pages(gfp, 0);
1172                         if (!pages[i])
1173                                 goto error;
1174                 }
1175
1176                 if (order) {
1177                         split_page(pages[i], order);
1178                         j = 1 << order;
1179                         while (--j)
1180                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1181                 }
1182
1183                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1184                 i += 1 << order;
1185                 count -= 1 << order;
1186         }
1187
1188         return pages;
1189 error:
1190         while (i--)
1191                 if (pages[i])
1192                         __free_pages(pages[i], 0);
1193         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1194                 kfree(pages);
1195         else
1196                 vfree(pages);
1197         return NULL;
1198 }
1199
1200 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1201                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1202 {
1203         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1204         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1205         int i;
1206
1207         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1208                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1209         } else {
1210                 for (i = 0; i < count; i++)
1211                         if (pages[i])
1212                                 __free_pages(pages[i], 0);
1213         }
1214
1215         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1216                 kfree(pages);
1217         else
1218                 vfree(pages);
1219         return 0;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Create a CPU mapping for a specified pages
1224  */
1225 static void *
1226 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1227                     const void *caller)
1228 {
1229         return dma_common_pages_remap(pages, size,
1230                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP, prot, caller);
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1235  */
1236 static dma_addr_t
1237 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1238 {
1239         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1240         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1241         dma_addr_t dma_addr, iova;
1242         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1243
1244         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1245         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1246                 return dma_addr;
1247
1248         iova = dma_addr;
1249         for (i = 0; i < count; ) {
1250                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1251                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1252                 unsigned int len, j;
1253
1254                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1255                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1256                                 break;
1257
1258                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1259                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1260                                 IOMMU_READ|IOMMU_WRITE);
1261                 if (ret < 0)
1262                         goto fail;
1263                 iova += len;
1264                 i = j;
1265         }
1266         return dma_addr;
1267 fail:
1268         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1269         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1270         return DMA_ERROR_CODE;
1271 }
1272
1273 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1274 {
1275         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1276
1277         /*
1278          * add optional in-page offset from iova to size and align
1279          * result to page size
1280          */
1281         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1282         iova &= PAGE_MASK;
1283
1284         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1285         __free_iova(mapping, iova, size);
1286         return 0;
1287 }
1288
1289 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1290 {
1291         struct page *page;
1292         phys_addr_t phys;
1293
1294         phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, (unsigned long)addr);
1295         page = phys_to_page(phys);
1296
1297         return (struct page **)page;
1298 }
1299
1300 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1301 {
1302         struct vm_struct *area;
1303
1304         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1305                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1306
1307         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1308                 return cpu_addr;
1309
1310         area = find_vm_area(cpu_addr);
1311         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1312                 return area->pages;
1313         return NULL;
1314 }
1315
1316 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1317                                   dma_addr_t *handle)
1318 {
1319         struct page *page;
1320         void *addr;
1321
1322         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1323         if (!addr)
1324                 return NULL;
1325
1326         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1327         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1328                 goto err_mapping;
1329
1330         return addr;
1331
1332 err_mapping:
1333         __free_from_pool(addr, size);
1334         return NULL;
1335 }
1336
1337 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1338                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1339 {
1340         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1341         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1342 }
1343
1344 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1345             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1346 {
1347         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
1348         struct page **pages;
1349         void *addr = NULL;
1350
1351         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1352         size = PAGE_ALIGN(size);
1353
1354         if (!(gfp & __GFP_WAIT))
1355                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1356
1357         /*
1358          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1359          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1360          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1361          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1362          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
1363          */
1364         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1365
1366         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1367         if (!pages)
1368                 return NULL;
1369
1370         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1371         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1372                 goto err_buffer;
1373
1374         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1375                 return pages;
1376
1377         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1378                                    __builtin_return_address(0));
1379         if (!addr)
1380                 goto err_mapping;
1381
1382         return addr;
1383
1384 err_mapping:
1385         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1386 err_buffer:
1387         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1388         return NULL;
1389 }
1390
1391 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1392                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1393                     struct dma_attrs *attrs)
1394 {
1395         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1396         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1397         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1398
1399         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1400
1401         if (!pages)
1402                 return -ENXIO;
1403
1404         do {
1405                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1406                 if (ret) {
1407                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1408                         return ret;
1409                 }
1410                 uaddr += PAGE_SIZE;
1411                 usize -= PAGE_SIZE;
1412         } while (usize > 0);
1413
1414         return 0;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * free a page as defined by the above mapping.
1419  * Must not be called with IRQs disabled.
1420  */
1421 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1422                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1423 {
1424         struct page **pages;
1425         size = PAGE_ALIGN(size);
1426
1427         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1428                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1429                 return;
1430         }
1431
1432         pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1433         if (!pages) {
1434                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1435                 return;
1436         }
1437
1438         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1439                 dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
1440                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
1441         }
1442
1443         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1444         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1445 }
1446
1447 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1448                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1449                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1450 {
1451         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1452         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1453
1454         if (!pages)
1455                 return -ENXIO;
1456
1457         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1458                                          GFP_KERNEL);
1459 }
1460
1461 static int __dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir)
1462 {
1463         int prot;
1464
1465         switch (dir) {
1466         case DMA_BIDIRECTIONAL:
1467                 prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
1468                 break;
1469         case DMA_TO_DEVICE:
1470                 prot = IOMMU_READ;
1471                 break;
1472         case DMA_FROM_DEVICE:
1473                 prot = IOMMU_WRITE;
1474                 break;
1475         default:
1476                 prot = 0;
1477         }
1478
1479         return prot;
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1484  */
1485 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1486                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1487                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1488                           bool is_coherent)
1489 {
1490         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1491         dma_addr_t iova, iova_base;
1492         int ret = 0;
1493         unsigned int count;
1494         struct scatterlist *s;
1495         int prot;
1496
1497         size = PAGE_ALIGN(size);
1498         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1499
1500         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1501         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1502                 return -ENOMEM;
1503
1504         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1505                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1506                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1507
1508                 if (!is_coherent &&
1509                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1510                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1511
1512                 prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1513
1514                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, prot);
1515                 if (ret < 0)
1516                         goto fail;
1517                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1518                 iova += len;
1519         }
1520         *handle = iova_base;
1521
1522         return 0;
1523 fail:
1524         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1525         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1526         return ret;
1527 }
1528
1529 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1530                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1531                      bool is_coherent)
1532 {
1533         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1534         int i, count = 0;
1535         unsigned int offset = s->offset;
1536         unsigned int size = s->offset + s->length;
1537         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1538
1539         for (i = 1; i < nents; i++) {
1540                 s = sg_next(s);
1541
1542                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1543                 s->dma_length = 0;
1544
1545                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1546                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1547                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1548                                 goto bad_mapping;
1549
1550                         dma->dma_address += offset;
1551                         dma->dma_length = size - offset;
1552
1553                         size = offset = s->offset;
1554                         start = s;
1555                         dma = sg_next(dma);
1556                         count += 1;
1557                 }
1558                 size += s->length;
1559         }
1560         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1561                 is_coherent) < 0)
1562                 goto bad_mapping;
1563
1564         dma->dma_address += offset;
1565         dma->dma_length = size - offset;
1566
1567         return count+1;
1568
1569 bad_mapping:
1570         for_each_sg(sg, s, count, i)
1571                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1572         return 0;
1573 }
1574
1575 /**
1576  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1577  * @dev: valid struct device pointer
1578  * @sg: list of buffers
1579  * @nents: number of buffers to map
1580  * @dir: DMA transfer direction
1581  *
1582  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1583  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1584  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1585  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1586  */
1587 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1588                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1589 {
1590         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1591 }
1592
1593 /**
1594  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1595  * @dev: valid struct device pointer
1596  * @sg: list of buffers
1597  * @nents: number of buffers to map
1598  * @dir: DMA transfer direction
1599  *
1600  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1601  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1602  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1603  * sg_dma_{address,length}.
1604  */
1605 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1606                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1607 {
1608         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1609 }
1610
1611 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1612                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1613                 bool is_coherent)
1614 {
1615         struct scatterlist *s;
1616         int i;
1617
1618         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1619                 if (sg_dma_len(s))
1620                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1621                                                sg_dma_len(s));
1622                 if (!is_coherent &&
1623                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1624                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1625                                               s->length, dir);
1626         }
1627 }
1628
1629 /**
1630  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1631  * @dev: valid struct device pointer
1632  * @sg: list of buffers
1633  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1634  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1635  *
1636  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1637  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1638  */
1639 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1640                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1641 {
1642         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1643 }
1644
1645 /**
1646  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1647  * @dev: valid struct device pointer
1648  * @sg: list of buffers
1649  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1650  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1651  *
1652  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1653  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1654  */
1655 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1656                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1657 {
1658         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1659 }
1660
1661 /**
1662  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1663  * @dev: valid struct device pointer
1664  * @sg: list of buffers
1665  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1666  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1667  */
1668 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1669                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1670 {
1671         struct scatterlist *s;
1672         int i;
1673
1674         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1675                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1676
1677 }
1678
1679 /**
1680  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1681  * @dev: valid struct device pointer
1682  * @sg: list of buffers
1683  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1684  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1685  */
1686 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1687                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1688 {
1689         struct scatterlist *s;
1690         int i;
1691
1692         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1693                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1694 }
1695
1696
1697 /**
1698  * arm_coherent_iommu_map_page
1699  * @dev: valid struct device pointer
1700  * @page: page that buffer resides in
1701  * @offset: offset into page for start of buffer
1702  * @size: size of buffer to map
1703  * @dir: DMA transfer direction
1704  *
1705  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1706  */
1707 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1708              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1709              struct dma_attrs *attrs)
1710 {
1711         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1712         dma_addr_t dma_addr;
1713         int ret, prot, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1714
1715         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1716         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1717                 return dma_addr;
1718
1719         prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1720
1721         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, prot);
1722         if (ret < 0)
1723                 goto fail;
1724
1725         return dma_addr + offset;
1726 fail:
1727         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1728         return DMA_ERROR_CODE;
1729 }
1730
1731 /**
1732  * arm_iommu_map_page
1733  * @dev: valid struct device pointer
1734  * @page: page that buffer resides in
1735  * @offset: offset into page for start of buffer
1736  * @size: size of buffer to map
1737  * @dir: DMA transfer direction
1738  *
1739  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1740  */
1741 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1742              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1743              struct dma_attrs *attrs)
1744 {
1745         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1746                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1747
1748         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1749 }
1750
1751 /**
1752  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1753  * @dev: valid struct device pointer
1754  * @handle: DMA address of buffer
1755  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1756  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1757  *
1758  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1759  */
1760 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1761                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1762                 struct dma_attrs *attrs)
1763 {
1764         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1765         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1766         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1767         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1768
1769         if (!iova)
1770                 return;
1771
1772         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1773         __free_iova(mapping, iova, len);
1774 }
1775
1776 /**
1777  * arm_iommu_unmap_page
1778  * @dev: valid struct device pointer
1779  * @handle: DMA address of buffer
1780  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1781  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1782  *
1783  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1784  */
1785 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1786                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1787                 struct dma_attrs *attrs)
1788 {
1789         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1790         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1791         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1792         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1793         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1794
1795         if (!iova)
1796                 return;
1797
1798         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1799                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1800
1801         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1802         __free_iova(mapping, iova, len);
1803 }
1804
1805 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1806                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1807 {
1808         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1809         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1810         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1811         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1812
1813         if (!iova)
1814                 return;
1815
1816         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1817 }
1818
1819 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1820                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1821 {
1822         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1823         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1824         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1825         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1826
1827         if (!iova)
1828                 return;
1829
1830         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1831 }
1832
1833 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1834         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1835         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1836         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1837         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1838
1839         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1840         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1841         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1842         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1843
1844         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1845         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1846         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1847         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1848
1849         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1850 };
1851
1852 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1853         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1854         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1855         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1856         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1857
1858         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1859         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1860
1861         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1862         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1863
1864         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1865 };
1866
1867 /**
1868  * arm_iommu_create_mapping
1869  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1870  * @base: start address of the valid IO address space
1871  * @size: maximum size of the valid IO address space
1872  *
1873  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1874  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1875  * mapping with IOMMU aware functions.
1876  *
1877  * The client device need to be attached to the mapping with
1878  * arm_iommu_attach_device function.
1879  */
1880 struct dma_iommu_mapping *
1881 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, u64 size)
1882 {
1883         unsigned int bits = size >> PAGE_SHIFT;
1884         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(bits) * sizeof(long);
1885         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1886         int extensions = 1;
1887         int err = -ENOMEM;
1888
1889         /* currently only 32-bit DMA address space is supported */
1890         if (size > DMA_BIT_MASK(32) + 1)
1891                 return ERR_PTR(-ERANGE);
1892
1893         if (!bitmap_size)
1894                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1895
1896         if (bitmap_size > PAGE_SIZE) {
1897                 extensions = bitmap_size / PAGE_SIZE;
1898                 bitmap_size = PAGE_SIZE;
1899         }
1900
1901         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1902         if (!mapping)
1903                 goto err;
1904
1905         mapping->bitmap_size = bitmap_size;
1906         mapping->bitmaps = kzalloc(extensions * sizeof(unsigned long *),
1907                                 GFP_KERNEL);
1908         if (!mapping->bitmaps)
1909                 goto err2;
1910
1911         mapping->bitmaps[0] = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1912         if (!mapping->bitmaps[0])
1913                 goto err3;
1914
1915         mapping->nr_bitmaps = 1;
1916         mapping->extensions = extensions;
1917         mapping->base = base;
1918         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1919
1920         spin_lock_init(&mapping->lock);
1921
1922         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1923         if (!mapping->domain)
1924                 goto err4;
1925
1926         kref_init(&mapping->kref);
1927         return mapping;
1928 err4:
1929         kfree(mapping->bitmaps[0]);
1930 err3:
1931         kfree(mapping->bitmaps);
1932 err2:
1933         kfree(mapping);
1934 err:
1935         return ERR_PTR(err);
1936 }
1937 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1938
1939 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1940 {
1941         int i;
1942         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1943                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1944
1945         iommu_domain_free(mapping->domain);
1946         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++)
1947                 kfree(mapping->bitmaps[i]);
1948         kfree(mapping->bitmaps);
1949         kfree(mapping);
1950 }
1951
1952 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1953 {
1954         int next_bitmap;
1955
1956         if (mapping->nr_bitmaps > mapping->extensions)
1957                 return -EINVAL;
1958
1959         next_bitmap = mapping->nr_bitmaps;
1960         mapping->bitmaps[next_bitmap] = kzalloc(mapping->bitmap_size,
1961                                                 GFP_ATOMIC);
1962         if (!mapping->bitmaps[next_bitmap])
1963                 return -ENOMEM;
1964
1965         mapping->nr_bitmaps++;
1966
1967         return 0;
1968 }
1969
1970 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1971 {
1972         if (mapping)
1973                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1974 }
1975 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
1976
1977 static int __arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1978                                      struct dma_iommu_mapping *mapping)
1979 {
1980         int err;
1981
1982         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1983         if (err)
1984                 return err;
1985
1986         kref_get(&mapping->kref);
1987         to_dma_iommu_mapping(dev) = mapping;
1988
1989         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
1990         return 0;
1991 }
1992
1993 /**
1994  * arm_iommu_attach_device
1995  * @dev: valid struct device pointer
1996  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
1997  *      arm_iommu_create_mapping)
1998  *
1999  * Attaches specified io address space mapping to the provided device.
2000  * This replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2001  * IOMMU aware version.
2002  *
2003  * More than one client might be attached to the same io address space
2004  * mapping.
2005  */
2006 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2007                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2008 {
2009         int err;
2010
2011         err = __arm_iommu_attach_device(dev, mapping);
2012         if (err)
2013                 return err;
2014
2015         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2016         return 0;
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2019
2020 static void __arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2021 {
2022         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2023
2024         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2025         if (!mapping) {
2026                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2027                 return;
2028         }
2029
2030         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2031         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2032         to_dma_iommu_mapping(dev) = NULL;
2033
2034         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2035 }
2036
2037 /**
2038  * arm_iommu_detach_device
2039  * @dev: valid struct device pointer
2040  *
2041  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2042  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2043  */
2044 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2045 {
2046         __arm_iommu_detach_device(dev);
2047         set_dma_ops(dev, NULL);
2048 }
2049 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2050
2051 static struct dma_map_ops *arm_get_iommu_dma_map_ops(bool coherent)
2052 {
2053         return coherent ? &iommu_coherent_ops : &iommu_ops;
2054 }
2055
2056 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2057                                     struct iommu_ops *iommu)
2058 {
2059         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2060
2061         if (!iommu)
2062                 return false;
2063
2064         mapping = arm_iommu_create_mapping(dev->bus, dma_base, size);
2065         if (IS_ERR(mapping)) {
2066                 pr_warn("Failed to create %llu-byte IOMMU mapping for device %s\n",
2067                                 size, dev_name(dev));
2068                 return false;
2069         }
2070
2071         if (__arm_iommu_attach_device(dev, mapping)) {
2072                 pr_warn("Failed to attached device %s to IOMMU_mapping\n",
2073                                 dev_name(dev));
2074                 arm_iommu_release_mapping(mapping);
2075                 return false;
2076         }
2077
2078         return true;
2079 }
2080
2081 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev)
2082 {
2083         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2084
2085         if (!mapping)
2086                 return;
2087
2088         __arm_iommu_detach_device(dev);
2089         arm_iommu_release_mapping(mapping);
2090 }
2091
2092 #else
2093
2094 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2095                                     struct iommu_ops *iommu)
2096 {
2097         return false;
2098 }
2099
2100 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev) { }
2101
2102 #define arm_get_iommu_dma_map_ops arm_get_dma_map_ops
2103
2104 #endif  /* CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU */
2105
2106 static struct dma_map_ops *arm_get_dma_map_ops(bool coherent)
2107 {
2108         return coherent ? &arm_coherent_dma_ops : &arm_dma_ops;
2109 }
2110
2111 void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2112                         struct iommu_ops *iommu, bool coherent)
2113 {
2114         struct dma_map_ops *dma_ops;
2115
2116         dev->archdata.dma_coherent = coherent;
2117         if (arm_setup_iommu_dma_ops(dev, dma_base, size, iommu))
2118                 dma_ops = arm_get_iommu_dma_map_ops(coherent);
2119         else
2120                 dma_ops = arm_get_dma_map_ops(coherent);
2121
2122         set_dma_ops(dev, dma_ops);
2123 }
2124
2125 void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev)
2126 {
2127         arm_teardown_iommu_dma_ops(dev);
2128 }